（图纸+论文）原木检测机的设计（全套完整）

到年，提出了以二次干曲线绕轴旋转形成的圆截顶原木数学描述理论。

同时期，美国研究室在研究中开始考虑了原木芯部缺陷和节子的分布。

它假设节子在过轴心线的平面内，形状是个圆锥体，原木的实测参数是材长小头直径和锥角。

这些改进脱离了传统的原木描述形式，开始趋向实用化描述原木缺陷数学模型建立的研究阶段。

由于原木描述方法开始用于描述原木缺陷，因此，在制材工业先进国家中，这种原术数学模型开始广泛使用。

后来下锯优化研究的权威教授在“改进的系统”中提出了中间弯曲的原木模型，在数学模型的建立过程中增测了小头的长径短径及水平面中间弯曲高度，使原木数学模型的建立从原木圆截面数学描述过渡到原木椭圆截面数学模型的描述，从直中心线过渡到弯曲中心线，开始了原木形状数学描述的新领域。

之后，原木数学机带流体内燃机无流体内燃机链运输机离心鼓风机等.应首先考虑结构要求，有张紧装置时，可大于般应满足小轮的包角不小于。

无张紧装置时，所以理论中心距.系数，按查文献得，表.。

表.值实际中心距.其中中心距减小量，链条的节数节应圆整为整数，尽量取偶数，以免使用过渡链节。

所以链条的长度.链条的速度有效圆周力.静强度安全系数.作用在轴上的力水平传动和倾斜传动.大链条的校验计算初定中心距，般，应首先考虑结构要求，有张紧装置时，可大于般应满足小轮的包角不小于。

无张紧装置时.节.，轮齿数，大链轮的直径，轮齿数，装配方式是采用螺栓联接。

备注齿根圆径向圆跳动级级按形状和位置公差未注公差的规定齿根圆处端面圆跳动级级链轮的润滑剂的选择，般都采用的是润滑油，当难以采用油润滑时，可用润滑脂。

或在铰链内喷镀层耐磨塑料等，本设计链传动定期螺纹调整张紧链条。

链传动是种常见的机械传动形式，它是由链条和主。

从动链轮组成工作时依靠链轮齿与链节的啮合俩传递运动和转距，是种具有中间扰性件的啮合传动，链传动的润滑主要是采用机械油润滑。

.链轮轴的设计和校核合理分析和确定轴上载荷性质和应力状态，对正确判断周的失效形式和进行轴的强度计算都是十分重要的。

轴的设计准则是针对轴在具体工作条件下最可能发生的失效形式进行响应的设计，使所设计的轴具有足够的不发生该种失效的工作能力，并具有合理的结构和良好的工艺性。

轴的设计主要内容根据轴的该种条件等于工艺要求和经济性原则，选取适合的材料毛坯形式及热处理方法根据轴的受力情况轴上零件的装配和定位轴的加工等具体要求，确定轴的合理结构形状和尺寸，即进行轴的结构设计轴的工作能力计算。

般的轴都需要进行强度计算对刚度要求高的轴如车床主轴或受力大的细长轴如蜗杆轴等，还要进行刚度计算对于高速轴，因有共振危险，应进行振动稳定性计算。

轴的结构设计原则轴的受力合理，有利于提高轴的强度和刚度轴上零件相对于轴轴相对于机架，应定位准确，固定可靠轴便于制造，轴上零件便于拆卸和调整尽量减小应力集中，并节省材料减轻重量。

轴的材料的选择轴的材料首先应有足够的强度，对应力集中敏感性低还须能满足刚度耐磨性耐腐蚀性要求并具有良好的加工性能，且价格低廉，易于获得。

碳钢有足够高的强度，对应力集中的铭感性较低，便于进行各种热处理及机械加工，价格较廉，应用较广。

般机械中的轴，多用优质中的碳钢制造，尤以钢最常用。

所以轴的材料选用钢，调质处理。

按扭转强度条件计算这种方法是根据轴所受的转距进行计算。

若轴上还作用弯距，则通过降低许用扭转剪应力来补偿其影响。

对实心轴，其强度条件.式中，扭转切应力轴所受的扭矩轴的抗扭截面系数轴传递的功率轴的转速计算截面处轴的直径轴的许用扭转剪应力。

由上式得轴径的计算公式表.轴常用几种材料的及值轴的材料由上表.得知，取。

.电动机减速器驱动轮.电动机减速器链条传动驱动轮.电动机三角带传动开式齿轮驱动轮。

这四种传动减速方案中，第第和第种方案由于布局合理，工作可靠，因此应用最多，约占以上，适宜原木输送作业的要求。

驱动装置的位置选择是原木纵向输送机应用中的个重要问题。

在选择驱动装置的位置时，必须设法减少牵引构件中的最大拉力，这样可使牵引构件的尺寸和重量减小。

我们在设计中采用了上面的第三种方案，电动机减速器链条传动驱动轮，把电动机和减速器该用为减速电机。

图.是驱动机构结构图图.驱动机构结构图.电动机的选择电动机的选择是专门工厂批量生产的标准部件，正确的选择电动机能直接影响机床的结构和寿命，所以选择时要根据工作机的工作特性，工作环境等，选择电动机的类型，功率和转速。

选择电动机的类型本设计采用电动机减速器链条传动驱动轮这种传动方式时，为了便于制造，减小设备的复杂程度，我们取消了减速器这环节，采用电动机链条传动驱动轮的方式。

所以选用交流电动机，额定电压是，工作环境比较优良，温度般在室温电动机的载荷不大。

计算电动机的功率和转数假设选定可测原木最大直径，最大长度是，般木头的密度是所以按上面系数计算得原木的质量是，取原木最大的质量，所以原木重量是其中参考文献里查的机床的辊子链条的动摩擦系数是。

所以机床给辊子链条的摩擦阻力是.不考虑链条的重量，输送台的链辊输送速度是，计算电动机的克服机床的运动阻力所做的功和功率。

.所以只要电动机满足克服原木在辊子链条上运动时候所需要克服阻力所做的功就可以，就是所选电动机的有效功率。

因为大链轮的直径，电动机链轮的直径。

所以，计算电动机的主轴转速是其中就是电机轮的直径。

可以计算电动机输出转速.选定了电动机的类型，结构及转速，计算出了所需电动机的容量后，可以在电动机设计手册中查得电机，我们选择带有减速装置的减速电动机，该电动机具有工作稳定，工作时散热性较好，适用于木工机械，减速电动机主要参数如下减速电机型号.减速电机输出功率.电动机转数，电动机输出转速.链传动的计算小链条的选择和校验机床上常用的链传动主要有滚子链和齿形链，链传动多用于进给运动和辅助运动。

本设计的原木检测机采用的是滚子链，般链速是。

滚子链基本参数和尺寸本设计采用的滚子链的型号是，具体参数根据文献的链传动得表.滚子链传动的设计计算链传动的失效形式主要是链条的磨损，链条疲劳破坏和链条的拉断，所以链传动的设计计算以链条失效为依据。

表.滚子链基本参数和尺寸.单位链号节距排距滚子外径内链节内宽内链节外宽外链节内宽高度.小轮齿数是.通常，应该参照链速和传动比选取，般应该优先选用下列齿数，说明增大链条紧边的总拉力下降，多边形效应减少，啮入时链节间的相对转角减少，磨损小，打扮尺寸和重量增大。

大轮齿数是，.大时，链节距磨损允许率减少，链的寿命降低齿数比.通常其中小，大轮的转速传动比大时，可考虑改为两极或两极以上。

张紧轮齿数如果需要减少，甚至使，可设计非标准齿形的链轮或采用特殊的张紧装置，张紧轮般不止在链条松边靠近小链轮处，且在链的外侧，以增加小轮的包角张紧轮至少要有个齿与链啮合。

计算链传动的功率式中，传递的名义功率工况系数小轮齿数系数。

根据表.取.，根据文献中查得表初定中心距，般，表.链传动工况系数载荷情况工作机种类电动机汽轮时间间隔，依次将各个通道的信号输入到采样保持电路，再经转换器将模拟信号转换成数字信号。

转换器输出的数字信号通过相应的计算机接口电路，输入到计算机进行保存。

该采样方式的工作过程中，每个通道的采样频率均等，统在台计算机的控制之下，通过扫描的方式，依次将各通道的模拟信号转换成数字信号，由计算机将其读入并保存。

数据处理系统设计采集到的数据输入到算机，将这些数据导入到系统处理程序，进行处理。

本实验采用语言编制处理程序，包括每条数据带的分析，然后将计算结果导入语言环境下的视窗界面，进行三维轮廓的模拟再现。

同时，对话界面将显示出相应的计算结果，使操作人员可以非常方便的获知原木的轮廓信息由于计算机界面模拟再现了原木的外轮廓，而且相应的轮廓数值也显示在人机对话界面上，这样我们就可以在计.结构实现方法整体结构布局见图.，考虑到生产率的问题，识别机采用既可以单机作业，又可以与其他设备连线作业的方式。

原木在床身上做纵向水平运动，检测架置于整个机床的中间部位，在其上按圆周布置八个检测触头。

数据采集及处理设备位于控制室，通过信号传输线与检测架连接。

图.系统结构布局简图数据采集机构是整个设备的关键部分，检测框架采用螺纹连接与床身紧密结合在起，其上按圆周分布着个检测摆杆，摆杆轴端安装了检测传感器，传感器既可选择字式旋转编码器，又可选择输出信号为模拟量的角度传感器，视具体使用情况选定。

原木在设备上运动时，由于原木不同截面处直径的大小变化和原木外表面的凹凸不平会使与之接触的检测摆杆绕其轴转动如图.，这样带动传感器转动，从而产生反映木外形的检测信号。

图.检测机构头部示意图本文提出了原木点检测的方法。

当沿根原木纵向采集条数据带时，测量机构和被测对象之间必然有相对运动。

为了满足测试的精度要求，我们却不希望对象或机构有运动。

因为运动不可避免地产生振动，影响检测精度。

在研究了以往设备定位的基础上，我们可以设想出种运动静态定位方法，这种方法的基本思想是在保证检测点和我们所需要的运动的情况下，尽量消除其他方向的微小位移和振动，以保证检测精度。

在实验过程中，我们采用精密输送用链条作为原木运输载体，其纵向运动可以认为是匀速的，而在链条运动过程中，为了消除其横向的移动，在两侧加装了限位装置，这样，就获得了个很稳定的检测状态。

数据采集时，要求原木只按照其长度方向运动，不能有径向摆动滚动和较大的震动，以保证检测数据的准确性。

在这里我们用两条精密辊子传输链作为原木运动的载体，同时在传输链的托板上对称安装楔形垫块，这种结构保证了原木在运动时的稳定性同时，考虑到设备流水作业的需要，设计床身使其有足够长度，以防止当根原木正通过检测架时，下根原木也运动到床身上并产生振动，对当前检测产生影响。

.原木检测机机械部分设计目前，原木形状的检测主要有机械光电激光测量以及摄像等方法。

这些方法在实际应用中，要求由技术水平较高操作熟练的技术人员来完成。

其中，后两种方法的设备资金投入较大另外，在原木形状检测过程中，上述方法所选取的原木截面数量少，较难反映出原木的实际形状。

综合考虑到生产成本，生产条件和生产环境的要求，传统方法难以实用。

因此，针对具体研究和应用我自行研制了原木形状检测装置原木检测机，总体结构如图.所示。

图.原木检测机机床主视图本文设计的原木检测机的工作方式结合实际生产情况，不是针对每根原木所作的静态检测，而是用个检测架，在原木的输送堆垛或锯解加工的动态过程中，使原木由检测架纵向通过，从而检测出原木的外形参数，将这些数据适时储存在计算机的数据库中，以便随时提取所需原木的外形参数，并在计算机屏幕上显示出所检测原木的三维模拟图形，从而实现原木的外形分析和原木的模拟锯解和加工。

在设计过程中，应用了设计软件进行图纸设计工作。

机器主要由机架动力机构输送机构检测机构等组成，